CN105351016B - 有利于涡轮机壳体组件的方法和装置 - Google Patents

有利于涡轮机壳体组件的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有利于涡轮机组件的方法和装置。该涡轮机组件包括涡轮机内壳和从涡轮机内壳径向向外的涡轮机外壳，该涡轮机外壳包括穿过其中延伸的孔和延伸通过该孔的支承组件，该支承组件在涡轮机外壳的外侧是外部可调的，以相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳。

Description

有利于涡轮机壳体组件的方法和装置
本申请是于2012年8月9日提交的发明专利申请(中国国家申请号为201210282326.9，发明名称为“有利于涡轮机壳体组件的方法和装置”)的分案申请。
技术领域
本发明总体涉及涡轮发动机组件，并且更具体地，涉及有利于调节涡轮发动机组件的支承组件。
背景技术
至少一些已知的工业涡轮机（例如燃气和/或蒸汽涡轮机）包括安装至外壳的内壳。相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳有利于相对于内部旋转部件对准内壳，从而减小间隙、提高涡轮机的操作效率并且减少发动机与发动机的变化。然而，考虑到至少一些已知的涡轮机内壳和涡轮机外壳的重量和尺寸，在维护过程期间相对于彼此对部件进行调节和/或对准可能例如是耗时、困难和昂贵的。
为了有利于组装涡轮机壳体，有使用至少一些已知的调节系统。这种已知的涡轮机调节系统中的至少一些完全位于涡轮机外壳内。然而，尽管方便，但是这种涡轮机调节系统并非外部可调。因此，为了相对于彼此调节涡轮机内壳和涡轮机外壳，必须首先拆卸涡轮机外壳，以获得进入调节系统的路径。此外，在至少一些已知的调节系统中，必须通过移去涡轮机外壳的上半部来进行最终调节。然而，在最终调节之后安装涡轮机外壳的上半部本身就可能偏置和/或改变调节。类似地，如果涡轮机调节系统发生故障或者损坏，必须在开始涡轮机调节系统的任何修复和/或更换之前首先拆卸涡轮机外壳。因此，可能限制这种调节系统的益处。
发明内容
在一个方面中，本发明提供一种涡轮机组件。该涡轮机组件包括涡轮机内壳和从涡轮机内壳径向向外的涡轮机外壳，涡轮机外壳包括穿过其中延伸的孔和延伸通过该孔的支承组件，该支承组件在涡轮机外壳的外侧是外部可调的，以相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳。
所述支承组件能够选择性地调节，以相对于所述涡轮机外壳抬高和降低所述涡轮机内壳。所述支承组件包括：台架，所述台架包括相对于所述涡轮机内壳的基本水平表面倾斜的表面；楔形件，所述楔形件可滑动地连接至所述台架的倾斜表面；杆，所述杆连接至所述楔形件；以及板，所述板可螺纹地连接至所述杆，当所述板围绕所述杆旋转时，所述楔形件能够移动穿越所述台架的倾斜表面。
所述台架与所述涡轮机外壳一体形成。所述杆的纵向轴线基本平行于所述台架的倾斜表面延伸。所述涡轮机组件进一步包括用于将所述支承组件连接至所述涡轮机外壳的套管，所述套管可滑动地连接至所述杆。所述板包括头部，所述头部成形和定向成便于使用工具使所述板旋转。
在另一个方面中，本发明提供一种用于调节涡轮机组件的调节系统。该调节系统包括：楔形件，该楔形件构造成对涡轮机内壳的基本水平表面进行支承；台架，该台架包括相对于基本水平表面倾斜的表面，台架构造成连接至从涡轮机内壳径向向外的涡轮机外壳，楔形件可滑动地连接至台架倾斜表面。该调节系统进一步包括杆和板，该杆连接至楔形件，该板可螺纹地连接至杆，以用于在板围绕杆旋转时使楔形件选择性地移动横跨台架倾斜表面。
所述杆的纵向轴线基本平行于所述台架倾斜表面延伸。所述调节系统进一步包括用于将所述调节系统连接至所述涡轮机外壳的套管，所述套管可滑动地连接至所述杆。所述调节系统进一步包括多个紧固装置，所述多个紧固装置构造成将所述套管固定至所述涡轮机外壳。所述杆构造成在所述板围绕所述杆旋转时相对于所述套管滑动。所述楔形件构造成对所述涡轮机内壳上的至少一个支承臂进行支承。所述板包括头部，所述头部成形和定向成便于使用工具使所述板旋转。
在又一个方面中，本发明提供一种组装涡轮机壳体组件的方法。该方法包括以下步骤：提供涡轮机内壳，该涡轮机内壳包括基本水平表面；提供涡轮机外壳，该涡轮机外壳包括穿过其中限定的孔，其中涡轮机外壳从涡轮机内壳径向向外设置；以及将支承组件连接至涡轮机外壳，使得支承组件延伸通过限定在涡轮机外壳中的孔、并且对涡轮机内壳的基本水平表面进行支承。
所述方法进一步包括：对所述支承组件进行调节，使得相对于所述涡轮机外壳调节所述涡轮机内壳。连接支承组件的步骤包括连接这样的支承组件，所述支承组件包括：台架，所述台架包括相对于所述基本水平表面倾斜的表面；楔形件，所述楔形件可滑动地连接至台架倾斜表面；杆，所述杆连接至所述楔形件；以及板，所述板可螺纹地连接至所述杆。所述方法进一步包括使所述板围绕所述杆旋转，以使所述楔形件沿所述台架倾斜表面滑动，从而使得所述涡轮机内壳相对于所述涡轮机外壳被抬高。所述方法进一步包括使所述板围绕所述杆旋转，以使所述楔形件沿所述台架倾斜表面滑动，从而使得所述涡轮机内壳相对于所述涡轮机外壳降低。提供涡轮机内壳的步骤包括：提供包括至少一个安装凸缘的涡轮机内壳，所述至少一个安装凸缘构造成由所述支承组件支承。
附图说明
图1是示例性涡轮机内壳的透视图。
图2是示例性支承组件的透视图，该示例性支承组件可以用于支承图1所示的涡轮机内壳。
图3是示例性涡轮机壳体组件的透视剖视图，该示例性涡轮机壳体组件可以与图2所示的支承组件一起使用。
图4是备选的涡轮机壳体组件的透视图。
图5是图4所示的涡轮机壳体组件的透视剖视图。
图6是备选的涡轮机壳体组件的透视剖视图。
图7是可以用于组装图3所示的涡轮机壳体组件的示例性方法的流程图。
附图标记：
100 涡轮机内壳
102 上半部
104 下半部
106 孔
108 支承臂
110 水平表面
200 支承组件
202 楔形件
204 杆
206 套管
207 孔
208 锁定板
210 纵向轴线
212 中心
214 凹部
216 螺纹端部
220 楔形块
222 垫片（shim）
230 台架
232 倾斜表面
234 第一固定凸缘
236 第二固定凸缘
240 紧固装置
242 螺栓
244 垫圈
300 涡轮机壳体组件
302 涡轮机外壳
303 下半部
304 孔
306 紧固孔
308 连接孔
400 涡轮机壳体组件
402 支承组件
404 下半部
406 涡轮机外壳
408 杆
410 楔形件
412 调节螺母
414 固定板
416 头部
418 孔
420 紧固装置
422 纵向轴线
600 涡轮机壳体组件
602 第一支承组件
604 下半部
606 涡轮机外壳
608 第二支承组件
610 上半部
612 第一杆
614 第一楔形件
616 第二杆
618 第二楔形件
620 第一锁定板
622 第二锁定板
624 支承臂
626 涡轮机内壳
630 紧固装置
634 纵向轴线
700 方法
702 提供涡轮机内壳
704 提供涡轮机外壳
706 连接台架组件。
具体实施方式
本说明书所述的方法和装置有利于调节涡轮机壳体组件。具体而言，本发明提供了一种外部可调的支承组件，该支承组件有利于相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳、并且相对于内部部件（例如转子）对准涡轮机内壳。此外，本说明书所述的支承组件还有利于调节涡轮机壳体组件，而无需在调节之前拆卸涡轮机外壳。此外，本说明书所述的方法和装置有利于降低与涡轮机调节系统相关联的修复和更换成本。
图1是示例性涡轮机内壳100的透视图。在该示例性实施例中，涡轮机内壳100包括上半部102和下半部104。备选地，涡轮机内壳100可以形成整体。为了组装涡轮机内壳100，螺栓（未示出）或任何其它合适的紧固件被插入通过限定在上半部102和下半部104中的孔106。具体而言，螺栓将上半部102和下半部104连接在一起。涡轮机内壳100包括多个支承臂108，多个支承臂108有利于相对于涡轮机外壳（图1中未示出）调节涡轮机内壳100。更具体地，在示例性实施例中，涡轮机内壳100包括两个支承臂108。备选地，涡轮机内壳100可以包括使得涡轮机内壳100能够如本说明书所述地起作用的任何数量的支承臂108。每个支承臂108都在涡轮机内壳100上限定基本水平表面110。例如转子轮叶、定子叶片、喷嘴、罩和/或斗叶的内部部件（未示出）在涡轮机内壳100内进行操作。如下文详细描述的，调节涡轮机内壳100有利于减小涡轮机内壳100与内部部件之间的间隙、提高涡轮机的操作效率、并且减少发动机与发动机的变化。
图2是示例性支承组件200的透视图，示例性支承组件200可以用于相对于涡轮机外壳（图2中未示出）调节涡轮机内壳100。在示例性实施例中，支承组件200包括楔形件202、杆204、套管206和锁定板208。支承组件200的纵向轴线210延伸通过杆204的中心212。
在示例性实施例中，套管206基本呈圆柱形，并且包括限定于其中的至少两个凹部214。凹部214使得能够相对于涡轮机外壳（图2中未示出）固定套管206的旋转位置，如下文详细描述的。备选地，套管206可以不包括凹部214。在示例性实施例中，套管206包括穿过其中限定的杆孔207。杆204延伸通过孔207，从而可滑动地配合套管206。锁定板208可螺纹地配合杆204的螺纹端部216。为了调节支承组件200，锁定板208围绕纵向轴线210旋转，如下文更详细地描述的。能够例如使用活动扳手（spanner wrench）以及/或者任何其它合适的有动力和/或无动力工具使锁定板208旋转。
楔形件202包括楔形块220和垫片（shim）222。在示例性实施例中，杆204压入配合、并且/或者销入（doweled into）到楔形块220中。备选地，可以使用使得支承组件200能够如本说明书所述地起作用的任何连接装置，将杆204连接至楔形块220。垫片222与支承臂108和/或基本水平表面110相接触，并且对涡轮机内壳100进行支承，如下文详细描述的。垫片222可以包括能够在楔形块220上形成耐磨界面的薄片材料和/或涂层。
楔形件202可滑动地配合台架230，台架230包括相对于涡轮机内壳100的基本水平表面110倾斜的表面232。在示例性实施例中，台架230包括第一固定凸缘234和第二固定凸缘236，第一固定凸缘234和第二固定凸缘236均相对于倾斜表面232接收和固定楔形件202。备选地，台架230可以不包括第一固定凸缘234和第二固定凸缘236。此外，在示例性实施例中，倾斜表面232与纵向轴线210基本平行。
支承组件200包括多个紧固装置240，多个紧固装置240用于将支承组件200固定至涡轮机外壳（图2中未示出）。此外，紧固装置240用于相对于套管206固定锁定板208。在示例性实施例中，每个紧固装置240都包括螺栓242和垫圈244。备选地，紧固装置240可以包括使得支承组件200能够如本说明书所述地起作用的任何其它的紧固机构。
图3是示例性涡轮机壳体组件300的一部分的透视剖视图。在示例性实施例中，涡轮机壳体组件300包括涡轮机内壳100和在涡轮机内壳100的径向外侧设置的涡轮机外壳302，涡轮机外壳302延伸成基本外切（circumscribe）涡轮机内壳100。为了清楚起见，在图3所示的实施例中，仅示出了涡轮机外壳302的下半部303。涡轮机外壳302包括穿过其中限定的至少一个孔304。每个孔304具有的尺寸和取向都能够在其中接收支承组件200。为了将支承组件200固定至涡轮机外壳302，紧固装置240被插入通过套管206、并且进入限定在涡轮机外壳302内的紧固孔306。此外，当紧固装置240固定就位时，锁定板208沿纵向轴线210相对于套管206被固定。
在示例性实施例中，涡轮机外壳302的下半部303包括穿过其中限定的至少一个连接孔308，以用于将涡轮机外壳302的上半部（图3中未示出）连接至下半部303。此外，在一个实施例中，当套管206固定至涡轮机外壳302时，至少一个凹部214相对于连接孔308基本对准。因此，当合适的紧固装置（例如螺栓和/或销）被插入连接孔308中以将上半部连接至下半部303时，套管206的旋转位置相对于涡轮机外壳302就被固定了。在示例性实施例中，套筒206是相对于涡轮机外壳302的单独部件。在这种实施例中，当在涡轮机壳体组件300中安装支承组件200时，所有的支承组件200都能够被插入通过孔304。备选地，套管206可以与涡轮机外壳302一体形成。此外，在一些实施例中，根据连接孔308的间距，连接孔308并不与套管206和/或凹部214对准。
在组装期间，楔形件202与涡轮机内壳100的基本水平表面110相接触。更具体地，楔形件202与涡轮机内壳100的支承臂108相接触。当楔形件202在方向DI上沿倾斜表面232可滑动地受力时，涡轮机内壳100沿基本竖直的方向DV移动。因此，能够对支承组件200进行调节，从而选择性地改变涡轮机内壳100相对于涡轮机外壳302的位置。在示例性实施例中，台架230是连接至涡轮机外壳302的单独部件。备选地，台架230可以与涡轮机外壳302一体形成。
为了调节支承组件200的位置，锁定板208围绕纵向轴线210旋转。能够例如使用活动扳手以及/或者任何其它合适的有动力和/或无动力工具使锁定板208旋转。由于紧固装置240沿纵向轴线210相对于套管206将锁定板208固定就位，因此当锁定板208旋转时，锁定板208并不沿方向DI移动。相反，由于锁定板208可螺纹地与杆204相连接，因此当锁定板208旋转时，杆204和楔形件202沿方向DI移动。更具体地，当锁定板208旋转时，杆204相对于套管206沿方向DI滑动。这样一来，当锁定板208沿第一方向旋转时，涡轮机内壳100相对于涡轮机外壳302被抬高，并且当锁定板208沿与第一方向相对的第二方向旋转时，涡轮机内壳100相对于涡轮机外壳302下降。
显而易见地，能够从涡轮机壳体组件300外调节支承组件200，使得并不需要拆除壳体组件300来相对于涡轮机外壳302调节涡轮机内壳100。此外，如果支承组件200发生故障或损坏，并不需要拆卸涡轮机外壳302。相反，在这种情况下，能够从紧固孔306移除紧固装置240，以使得能够从孔304移除支承组件200。此外，在对支承组件200和/或涡轮机壳体组件300造成大范围损坏的情况下，可以使用割炬或者类似的工具切开紧固装置240，以使得能够从涡轮机壳体组件300内移除支承组件200的至少一部分。
图4是备选的涡轮机壳体组件400的透视图。图5是涡轮机壳体组件400的透视剖视图。涡轮机壳体组件400包括支承组件402，支承组件402延伸通过涡轮机外壳406的下半部404。与支承组件200（示于图2中）类似，支承组件402包括杆408和楔形件410。支承组件402还包括调节螺母412和固定板414，调节螺母412可螺纹地连接至杆408，固定板414相对于下半部404固定调节螺母412。调节螺母412的头部416延伸通过孔418，孔418被限定成穿过固定板414。
与紧固装置240（示于图2中）类似，多个紧固装置420将支承组件402固定至涡轮机外壳406。此外，紧固装置420相对于涡轮机外壳406固定调节螺母412。为了调节支承组件402的位置，调节螺母412围绕支承组件402的纵向轴线422旋转，类似于锁定板208围绕纵向轴线210旋转（同时在图2和图3中示出）。为了有利于调节螺母412的旋转，头部416成形为与合适的旋转工具相配合。在示例性实施例中，头部416形成与相应的扳手相配合的六角螺母。备选地，头部416可以成形为与任何合适的有动力和/或无动力工具相配合。
支承组件402的操作与支承组件200的操作（示于图2和图3中）基本类似。更具体地，由于紧固装置420沿纵向轴线422相对于涡轮机外壳406将调节螺母412固定就位，因此当调节螺母412旋转时，杆408和楔形件410相对于涡轮机外壳406沿方向DI滑动。因此，与支承组件200（示于图2和图3中）类似，支承组件402是外部可调的。
图6是备选的涡轮机壳体组件600的透视剖视图。涡轮机壳体组件600包括第一支承组件602和第二支承组件608，第一支承组件602延伸穿过涡轮机外壳606的下半部604，并且第二支承组件608延伸穿过涡轮机外壳606的上半部610。
与支承组件200（示于图2中）类似，第一支承组件602包括第一杆612和第一楔形件614，并且第二支承组件608包括第二杆616和第二楔形件618。第一支承组件602包括可螺纹地连接至第一杆612的第一锁定板620，并且第二支承组件608包括可螺纹地连接至第二杆616的第二锁定板622。与支承臂108（示于图3中）类似的涡轮机内壳626的支承臂624位于第一楔形件614与第二楔形件618之间。
与紧固装置240（示于图2中）类似，多个紧固装置630将第一支承组件602和第二支承组件608固定至涡轮机外壳606。此外，紧固装置630相对于涡轮机外壳606固定第一锁定板620和第二锁定板622。为了调节第一支承组件602的位置，第一锁定板620围绕第一支承组件602的纵向轴线632旋转，类似于锁定板208围绕纵向轴线210旋转（同时示于图2和图3中）。类似地，为了调节第二支承组件608的位置，第二锁定板622围绕第二支承组件608的纵向轴线634旋转。能够例如使用活动扳手以及/或者任何其它合适的有动力和/或无动力工具使第一锁定板620和第二锁定板622旋转。
第一支承组件602和第二支承组件608的操作与支承组件200的操作（示于图2和图3中）基本类似。更具体地，由于紧固装置630沿纵向轴线632相对于下半部604将第一锁定板620固定就位，因此当第一锁定板620旋转时，第一杆612和第一楔形件614相对于涡轮机外壳606沿方向DIi滑动。类似地，由于紧固装置630沿纵向轴线634相对于上半部610将第二锁定板622固定就位，因此当第二锁定板622旋转时，第二杆616和第二楔形件618相对于涡轮机外壳606沿方向DIii滑动。因此，与支承组件200（示于图2和图3中）类似，第一支承组件602和第二支承组件608是外部可调的。因此，第一支承组件602和/或第二支承组件608是可调节的，以使涡轮机内壳626沿基本竖直的方向DV移动。此外，在操作期间，涡轮机壳体组件600内侧的部件（例如转子）可以产生转矩，该转矩使支承臂624从第一楔形件614抬起。因此，第二支承组件608有利于防止涡轮机内壳626从第一楔形件614抬起。
图7是可以用于组装涡轮机壳体组件（例如涡轮机壳体组件300）的示例性方法700的流程图。在702，提供涡轮机内壳（例如壳体100）。涡轮机内壳包括基本水平表面（例如表面110）。在704，提供涡轮机外壳（例如涡轮机外壳302），该涡轮机外壳包括穿过其中被限定的孔。涡轮机外壳从涡轮机内壳径向向外设置。在706，支承组件（例如支承组件200）连接至涡轮机外壳，使得支承组件延伸通过限定在涡轮机外壳中的孔，且支承组件对涡轮机内壳的基本水平表面进行支承。支承组件可以包括楔形件202、杆204和锁定板208，以有利于相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳。
本说明书所述的方法和装置有利于调节涡轮机壳体组件。具体而言，提供外部可调的支承组件，该支承组件有利于相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳、并且相对于内部部件（例如转子）对准涡轮机内壳。此外，本说明书所述的支承组件还有利于调节涡轮机壳体组件，而无需在调节之前拆卸涡轮机外壳。此外，本说明书所述的方法和装置有利于降低与涡轮机调节系统相关联的修复和更换成本。
此外，对比已知的调节系统，由于本发明使得对涡轮机壳体组件能够进行外部调节，因此本说明书所述的方法和装置有利于减少调节涡轮机壳体组件所需的时间和精力。此外，对比已知的调节系统，本说明书所述的支承组件使得能够相对于涡轮机外壳调节涡轮机内壳，以使涡轮机外壳相对于内部部件对准而无需拆卸。此外，由于与已知的调节系统不同，可从外部进入该支承组件，因此能够在支承组件和/或涡轮机壳体组件发生故障或损坏的情况下更高效地更换、以及/或者修复本说明书所述的支承组件。
上文对用于涡轮机组件的调节系统的示例性实施例进行了详细描述。所述的方法、装置和系统并不限于本说明书所述的具体实施例或者具体示出的支承和涡轮机组件。尽管已经根据各种具体实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将意识到，能够在权利要求的精神和范围内对本发明进行改型。
本说明书使用示例对本发明进行了公开（其中包括最佳模式），并且还使本领域技术人员能够实施本发明（其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行所包含的任何方法）。本发明的专利范围通过权利要求进行限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它示例。如果这种其它的示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这种其它的示例包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这些其它的示例落入权利要求的范围中。

Claims (5)

1.一种组装涡轮机壳体组件的方法，所述方法包括：
提供涡轮机内壳，该涡轮机内壳包括上半部和在所述涡轮机内壳的中心线处与所述上半部相接的下半部，所述上半部包括与所述中心线对准的基本水平表面；
提供涡轮机外壳，该涡轮机外壳包括穿过其中限定的孔，其中所述涡轮机外壳从所述涡轮机内壳径向朝外；以及
将支承组件连接至所述涡轮机外壳，使得所述支承组件延伸通过限定在所述涡轮机外壳中的所述孔，并且在所述涡轮机内壳的中心线处支承所述基本水平表面；
其中，所述将支承组件连接至所述涡轮机外壳的步骤包括连接这样的支承组件，该支承组件包括：台架，所述台架包括相对于所述基本水平表面倾斜的表面；楔形件，所述楔形件可滑动地连接至台架倾斜表面；杆，所述杆连接至所述楔形件；以及板，所述板可螺纹地连接至所述杆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调节所述支承组件，使得所述涡轮机内壳相对于所述涡轮机外壳被调节。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：使所述板围绕所述杆旋转，以使所述楔形件沿所述台架倾斜表面滑动，使得所述涡轮机内壳相对于所述涡轮机外壳被抬高。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：使所述板围绕所述杆旋转，以使所述楔形件沿所述台架倾斜表面滑动，使得所述涡轮机内壳相对于所述涡轮机外壳被降低。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供涡轮机内壳包括提供包括至少一个支承臂的涡轮机内壳，所述至少一个支承臂具有所述基本水平表面。
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